KR101985908B1 - 충전압력 상태 감지가 가능한 소화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소화 분말이 저장되고, 상부가 개방된 케이스; 상기 케이스의 상단 개방부에 체결되어 내부를 폐쇄하는 헤드 플러그; 상기 헤드 플러그 상부에 위치되고, 안전핀이 구비된 핸들; 상기 헤드 플러그 하부에서 케이스 내부로 인입되도록 연장형성된 배출관; 상기 헤드 플러그의 일측에 구비되어 상기 배출관을 통하여 배출된 소화 분말을 분사시키는 호스; 및 상기 헤드 플러그에 체결되고, 내부에 충전압력을 감지하여 일정 조건에 따라 경보 신호를 발생하는 게이지부를 포함하는 충전압력 상태 감지가 가능한 소화기에 관한 것으로, 소화기의 압력 저하에 대한 원격지에서의 실시간 감시로 소화기의 상태를 항상 정상적인 동작이 가능하도록 유지할 수 있는 효과가 있다.

Description

충전압력 상태 감지가 가능한 소화기{FIRE EXTINGUISHER CAPABLE OF SENSING CHARGE PRESSURE STATE}

본 발명은 충전압력 상태 감지가 가능한 소화기에 관한 것이다.

소화기는 화재의 초기 단계에서 소화제가 갖는 냉각 또는 공기차단 등의 효과를 이용해서 불을 끄는, 운반할 수 있는 기구를 의미한다. 이러한 소화기는 사용하는 약제 또는 그 메커니즘에 따라 여러 종류가 있으나 일반적으로 포말 소화기, 분말 소화기, 할론 소화기 및 이산화탄소 소화기 등의 축압식 소화기가 널리 사용되고 있다.

소화기는 소화약제를 사용하여 자동 또는 수동의 방법으로 방호 대상물에 설치하여 화재의 확산을 막거나 억제시키는 기능을 제공하며, 일정한 저장용기에 방출원이 되는 압력과 소화약제를 함께 저장하였다가 화재 발생장소로 직접 사람이 운반하여 화재를 진압할 수 있다.

이러한 소화기는 작동 방식, 약제의 종류, 방출 방식, 소화 능력에 따라 분류하는데, 작동 방식에 따라 수동식과 자동식이 있으며, 약제의 종류에 따라 나누면 산/알칼리 소화기, 강화액 소화기, 물 소화기, 이산화탄소 소화기, 할로겐화합물 소화기, 분말 소화기 및 포말 소화기 등이 있다.

또한, 방출 방식에 따라 나누면 축압식과 가압식이 있으며, 축압식 소화기는 소화기 몸체에 별도의 압력 게이지가 부착되어 있어 가스의 충압 여부를 쉽게 확인할 수 있으며, 저장용기 내에 분말약제와 가압가스를 같이 축압시키고 있다가 안전핀을 제거한 후 손잡이를 누르면 가압가스에 의해 소화 약제를 밖으로 방출시키는 구조이다.

이러한 축압식 소화기는 손잡이를 누르는 경우에만 소화약제가 방출되므로 조작이 매우 용이하다는 장점이 있다.

전술한 축압식 소화기는 저장용기 내의 압력이 저하되면 수분 등이 유입되어 소화약제가 굳는 현상이 발생한다.

소화약제가 굳으면 손잡이를 눌러도 소화약제는 방출되지 않고 가압가스만이 방출되어 화재를 초기에 진압할 수 없어 대형 화재로 번지는 경우가 발생할 위험이 있다.

따라서, 소화기의 압력 상태를 주기적으로 점검하고, 소화약제가 굳는 현상을 방지하기 위해 흔들어주는 등의 조치를 취해야만 한다.

그러나 대규모의 사업장이나 소화기를 배치 운영하는 대다수의 영업소 등에서는 소화기를 관리하기 위한 별도의 인력을 운용하기가 매우 힘든 실정이며, 보통 30일에 달하는 점검 주기로 인해 소화약제가 굳는 현상을 방지하기에 어려움이 따르고 있다.

특히, 발전 설비와 같이 넓고 복잡한 설비 공간에서는 자동 소화설비의 적용이 어려워, 전술한 축압식 소화기를 현장에 배치하고 있는데, 수백 개에 달하는 소화기를 일일이 점검하기가 어려우며, 소화기의 압력을 주기적으로 점검하고 흔들어 주는 등의 조치를 취하지 못해 소화성능의 저하 및 수분 유입 등이 발생하면 화재의 신속한 초기 진압을 위한 소화기 본연의 기능을 수행할 수 없는 문제점이 있었다.

공개특허공보 제10-2005-0050868호

전술한 문제점을 개선하기 위한 본 발명 실시예들의 목적은 소화기의 압력 상태를 간편하게 점검할 수 있는 충전압력 상태 감지가 가능한 소화기를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 충전압력 상태 감지가 가능한 소화기는 소화 분말이 저장되고, 상부가 개방된 케이스; 상기 케이스의 상단 개방부에 체결되어 내부를 폐쇄하는 헤드 플러그; 상기 헤드 플러그 상부에 위치되고, 안전핀이 구비된 핸들; 상기 헤드 플러그 하부에서 케이스 내부로 인입되도록 연장형성된 배출관; 상기 헤드 플러그의 일측에 구비되어 상기 배출관을 통하여 배출된 소화 분말을 분사시키는 호스; 및 상기 헤드 플러그에 체결되고, 내부에 충전압력을 감지하여 일정 조건에 따라 경보 신호를 발생하는 게이지부를 포함한다.

상기 게이지부는 상기 소화기 내부의 압력을 감지하는 압력 감지부; 상기 감지된 소화기 내부의 압력이 기준값 이하로 떨어지면 스위칭 동작을 통하여 경보 신호를 발생시키는 신호 발생부; 상기 발생된 경보 신호를 통신망을 통하여 외부로 전송하는 신호 전송부; 상기 감지된 소화기 내부의 압력을 디지털화하여 외부로 표시하는 표시부; 및 상기 게이지부를 구성하는 각각의 구성요소의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.

상기 경보 신호에는 진폭 또는 주파수 변조를 통한 소정 비트의 코드 신호에 소화기의 고유 번호가 포함되어 있다.

상기 케이스 및 핸들 중 적어도 어느 하나의 표면에 에나멜 코팅층이 형성되고, 상기 에나멜 코팅층에 무기 코팅층이 형성되며, 상기 무기 코팅층에 다이머 코팅층이 형성되되, 상기 애나멜 코팅층은 실리카(SiO2), 이산화티탄(TiO2), 산화나트륨(Na2O), 산화알루미늄(Al2O3), 산화니켈(NiO) 및 산화칼슘(CaO)을 포함하고, 상기 무기 코팅층은 실리케이트 금속염, 나노 세라믹 분산체 및 콜로이달 실리카를 포함하며, 상기 다이머 코팅층은 패럴린 N(poly(Para-Xylene)), 패럴린C(poly(Chloro- Para-Xylylene)), 패럴린 D(poly(Di-Chloro-Para-Xylylene)) 및 패럴린 F(poly(tetrafluoro-[2,2]para-Xylylene)) 중 1종 이상의 다이머를 포함한다.

상기 애나멜 코팅층은, 상기 실리카(SiO2) 100중량부에 대하여 이산화티탄(TiO2) 3~7중량부, 산화나트륨(Na2O) 10~20중량부, 산화알루미늄(Al2O3) 2~5중량부, 산화니켈(NiO) 3~6중량부 및 산화칼슘(CaO) 1.5~3중량부를 포함하고, 상기 무기 코팅층은, 상기 실리케이트 금속염 100중량부에 대하여 나노 세라믹 분산체 1~50중량부 및 콜로이달 실리카 1~50중량부를 포함하며, 상기 실리케이트 금속염은 소듐 실리케이트, 포타슘 실리케이트, 리튬 실리케이트, 칼슘 실리케이트, 지르코늄 실리케이트, 마그네슘 실리케이트 및 티타늄 실리케이트 중에서 선택되는 1종 이상의 것이고, 상기 나노 세라믹 분산체는 산화세륨, 산화티탄, 지르코니아, 알루미늄, 산화알루미늄, 실리콘 카바이드 및 텅스텐 카바이드 중에서 선택되는 1종 이상의 것이며, 상기 무기 코팅층과 다이머 코팅층 사이에는 알킬실란의 증착층이 추가로 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 충전압력 상태 감지가 가능한 소화기는 소화기의 압력 저하에 대한 원격지에서의 실시간 감시로 소화기의 상태를 항상 정상적인 동작이 가능하도록 유지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 소화기를 점검하기 위한 인력 및 인건비를 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전압력 상태 감지가 가능한 소화기를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전압력 상태 감지가 가능한 소화기의 게이지부를 개략적으로 나타내는 블럭도이다.

상기한 바와 같은 본 발명을 첨부된 도면들과 실시예들을 통해 상세히 설명하도록 한다.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전압력 상태 감지가 가능한 소화기를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전압력 상태 감지가 가능한 소화기의 게이지부를 개략적으로 나타내는 블럭도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전압력 상태 감지가 가능한 소화기는 축압식 분말소화기에 적용되는 장치로서, 소화 분말(17)를 넣을 수 있도록 상부가 개방된 케이스(11)와, 케이스(11)의 상단 개방부에 체결되어 내부를 폐쇄할 수 있도록 하는 헤드 플러그(13)와, 헤드 플러그(13)의 상부에 위치된 핸들(15) 및 헤드 플러그(13) 하부에서 케이스(11)의 내부로 인입되도록 연장된 배출관(12)으로 구성된다. 이때, 상기 핸들(15)에는 안전핀(16)이 구비될 수 있고, 또한 헤드 플러그(13) 일측에는 고무 재질의 호스(14)가 구비될 수 있다. 또한, 상기 케이스(11)의 외표면에는 야광 안료가 포함된 야광 페인트 물질(11a)이 도포되어 있다.

이에 따라, 본 발명에서는 소화기의 케이스(11) 외표면에 야광 페인트 물질(11a)을 도포하여 야간이나 시야가 확보되지 않은 상황에서 소화기를 용이하게 식별하도록 할 수 있다.

한편, 본 발명에서는 야광 페인트 물질(11a)이 소형 소화기에 적용되는 것을 일 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 대형 소화기에도 적용될 수 있다. 다만, 대형 소화기에도 그 둘레 전체에 야광 페인트 물질(11a)을 도색할 수도 있지만, 비용이 증가하므로 대형 소화기의 일부분에만 표시할 수도 있다.

또한, 상기 본 충전압력 상태 감지가 가능한 소화기의 금속 재질의 안전핀(16)에는 표면의 부식현상을 방지하기 위하여 부식방지 도포층이 형성된다.

이때, 상기 부식방지 도포층은 구아나디노 벤조이미다졸 20중량%, 옥시카르복시산엽 15중량%, 이미다졸린 티온 10중량%, 하프늄 15중량%, 유화몰리브덴(MoS2) 10중량%, 산화알루미늄 25중량%, 디글리시딜 아닐린 5중량%로 구성되며, 코팅두께는 7㎛로 형성할 수 있다.

여기서, 구아나디노 벤조이미다졸, 옥시카르복시산엽, 이미다졸린 티온 및 디글리시딜 아닐린은 부식 방지 및 변색 방지 등의 역할을 한다. 또한, 하프늄은 내부식성이 있는 전이 금속원소로서 뛰어난 방수성, 내식성 등을 갖도록 역할을 한다. 또한, 유화몰리브덴은 코팅피막의 표면에 습동성과 윤활성 등을 부여하는 역할을 한다. 이에 더하여, 산화알루미늄은 내화도 및 화학적 안정성 등을 목적으로 첨가된다.

상기 구성 성분의 비율 및 코팅 두께를 상기와 같이 수치한정한 이유는, 본 발명자가 수차례 시험결과를 통해 분석한 결과, 상기 비율에서 최적의 부식방지 효과를 나타내었다.

또한, 본 충전압력 상태 감지가 가능한 소화기는 헤드 플러그(13)의 일측에 체결되어 케이스(11) 내부의 압력값을 나타내고, 충전압력을 감지하여 일정 조건에 따라 경보 신호를 발생하는 게이지부(20)를 구비할 수 있다.

상기 게이지부(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 압력 감지부(210), 스위칭부(220), 신호 발생부(230), 신호 전송부(240), 표시부(250) 및 제어부(260)를 포함한다.

여기서, 상기 압력 감지부(210), 스위칭부(220), 신호 발생부(230), 신호 전송부(240), 표시부(250) 및 제어부(260)는 하나의 칩온보드 형태로 기존의 압력지시계에 삽입된 형태로 구현된다. 그 이외에도 각각의 기능을 수행하는 각각의 전자소자 형태로 분산설치되거나, 하나의 구성요소로서 케이스화하여 탈부착가능하도록 볼트 등의 체결수단으로 결합시킬 수도 있다.

상기 압력 감지부(210)는 내부의 압력의 크기를 감지하는 센서장치이다.

일 예로서, 상기 압력 감지부(210)는 이미지센서로 구비될 수 있다. 이때, 상기 이미지센서는 제어부(260)에 의해 제어되어 주기적으로 소화기의 상단에 구비된 압력계나 압력값을 표시하는 게이지를 촬영하여 이미지를 획득한다. 이때, 상기 제어부(260)는 정해진 주기 별로 이미지센서의 작동을 제어하고, 이미지센서에 의해 촬영된 영상을 분석하여 압력이 설정된 압력 이하로 하강했는 지를 판단하고, 판단 결과를 스위칭부(220)로 전달한다. 상기 제어부(260)는 이미지센서에 의해 획득된 영상을 분석하여 압력을 수치데이터로 변환하고, 변환된 압력값이 설정된 값 이하인지 판단한다. 물론, 이와 다르게 제어부(260)는 영상으로부터 기존 게이지의 압력계 바늘의 위치를 판독하고, 바늘의 위치에 따라 압력의 이상 여부를 판단할 수도 있다.

다른 일 예로, 상기 압력 감지부(210)는 소화기에 장착된 압력 게이지의 압력 지시핀이 정상 압력 이하로 떨어졌는지 감지하는 지시핀 위치 검출 센서로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 지시핀은 전기가 통하는 도체이며, 지시핀 위치 검출 센서는 압력 게이지에 방사 형태로 배치되고 일단이 접지되며 정상 압력 범위에 있지 않은 저항값이 정상 압력 범위에 있는 저항값 보다 크게 형성된 2개 이상의 지시핀 위치 검출 저항(미도시)과, 전기가 통하는 도체로서 지시핀의 일단으로부터 지시핀 위치 검출 저항의 타단으로 돌출된 브러쉬(미도시), 및 일단이 전원 연결되고 타단이 지시핀의 타단에 연결된 로드(Load) 저항(미도시)으로 이루어진다. 이때, 상기 지시핀이 정상 압력 범위에 위치하면 지시핀과 일체로 결합된 브러쉬가 정상 압력 범위에 설치된 지시핀 위치 검출 저항의 타단과 맞닿아 직렬 연결된 로드 저항과 지시핀 위치 검출 저항의 저항 비율에 따라 전압이 분압되어 로드 저항의 타단으로부터 전압이 출력된다. 반면, 상기 지시핀이 정상 압력 범위 이하로 떨어지면 지시핀과 일체로 결합된 브러쉬가 정상 압력 범위 이하에 설치된 지시핀 위치 검출 저항의 타단과 맞닿아 저항값에 의해 브러쉬가 정상 압력 범위 내에 설치된 지시핀 위치 검출 저항과 맞닿았을 때 보다 높은 전압을 출력한다. 이러한 출력전압을 통하여 제어부(260)는 압력의 이상 여부를 판단하여 판단 결과를 스위칭부(220)로 전달한다.

그 이외에도, 상기 압력 감지부(210)는 압력 감지센서를 소화기 내부에 배치하여, 압력 감지센서의 감지결과에 따라 제어부(260)의 제어에 의하여 스위칭부(220)의 동작을 자동으로 제어하도록 구현할 수도 있다.

상기 스위칭부(220)는 압력 감지부(210)에 의하여 감지된 압력의 크기가 일정 수준 이하로 떨어지는 경우, 온(ON) 또는 오프(OFF) 스위칭을 통해 전기적인 신호를 발생하는 스위칭 소자이다. 즉, 상기 스위칭부(220)는 소화기 내부의 가스의 압력이 낮아져서 압력의 크기가 일정 수준 이하로 떨어지면, 스위치의 접점을 온시켜 전기적인 신호를 발생하여 신호 발생부(230) 및 신호 전송부(240)로 하여금 송신 주파수를 출력하도록 하는 기능을 수행한다.

상기 신호 발생부(230)는 스위칭부(220)가 온 되는 경우 기 설정된 주파수의 신호, 즉 경보 신호를 발생시킨다. 상기 신호 발생부(230)는 16bit(65536 가지)의 코드와 소화기마다 설정된 고유번호를 포함하는 경보 신호를 발생시킨다.

상기 신호 전송부(240)는 신호 발생부(230)에 의하여 발생된 경보 신호를 통신망을 통하여 외부로 전송한다. 즉, 상기 신호 전송부(240)는 16bit(65536 가지)의 코드와 소화기마다 설정된 고유번호를 포함하는 경보 신호를 진폭 또는 주파수 변조를 통해 송수신한다. 따라서, 상기 신호 전송부(240)는 스위칭부(220)의 스위칭 동작과 연동하여, 특정 소화기의 압력이 일정 수준 이하로 떨어지는 경우, 해당 소화기의 고유 번호를 나타내는 송신 주파수를 송신함으로써 외부 단말이나 서버로 하여금 송신 주파수를 감지하여 해당 소화기에 대한 고유 번호를 출력할 수 있도록 한다.

예를 들면, 또한, 상기 신호 전송부(240)는 무선 송수신 방식을 이용하여, 송신 주파수에 소화기마다 지정된 고유 신호(고유 번호)를 실어 보내며, 이를 수신한 외부 단말이나 서버는 신호 전송부(240)로부터 수신된 송신 주파수에 실려온 신호를 분류해서 해당 소화기의 고유 번호를 나타내는 숫자를 7 세그먼트로 디스플레이함과 동시에 별도의 음향 신호를 출력한다.

예를 들어, 고유 번호가 123번인 소화기의 압력이 일정 수준 이하로 낮아지면, 123번 소화기에 부착된 신호 전송부(240)가 이를 인식하여 전기적인 신호를 발생하여 기본 송신 주파수에 '123'을 나타내는 신호를 실어서 송신하면, 123번 소화기를 관할하는 외부 단말 또는 서버는 무선으로 전송되는 송신 주파수를 수신하고, 수신된 주파수에서 신호를 분류하여 해당 소화기의 고유 번호, 즉 '123'이라는 숫자를 7 세그먼트를 통해 시각적으로 출력함과 동시에, 별도의 음향 신호를 출력한다.

상기 외부 단말 또는 서버는 자신의 관할하는 소화기로부터 송신되는 송신 주파수에서 신호를 분류하여 해당 소화기의 고유 번호를 출력하며, 또한, 송신 주파수를 송신한 소화기의 고유 번호를 포함하는 자동경보 신호를 제어부(260) 또는 중앙 관리 서버로 전달하는 기능을 수행한다.

상기 표시부(250)는 압력 감지부(210)에 의하여 감지된 소화기 내부의 압력을 게이지 형태로 출력하거나, LCD, LED, OLED 등의 디지털 방식으로 외부로 출력한다. 이때, 상기 표시부(250)는 디지털 방식으로 구현되는 경우, 제어부(260)의 제어에 의하여 순차적으로 저상태, 정상 상태 및 고상태를 나타내도록 각각 다른 색상으로 표시할 수 있다.

상기 제어부(260)는 미리 설치된 구동 프로그램의 실행에 의하여 게이지부를 구성하는 각각의 구성요소(즉, 압력 감지부(210), 스위칭부(220), 신호 발생부(230), 신호 전송부(240), 표시부(250))의 동작을 제어한다. 또한, 상기 제어부(260)는 표시부(250)에 압력의 상태를 나타내기 위하여, 순차적으로 저상태, 정상 상태 및 고상태를 나타내도록 각각 다른 색상으로 출력하도록 제어한다. 즉, 상기 제어부(260)는 표시부(250)가 노란색으로 출력되는 경우에는 케이스(11) 내부의 압력이 저상태임을 나타내고, 이는 사용자에게 케이스(11) 내부의 압력을 충진해야 한다거나 소화기가 노쇠하여 교체해야 함을 알려준다. 또한, 상기 표시부(250)가 녹색으로 출력되는 경우에는 케이스(11) 내부의 압력이 정상 상태임을 나타내고, 적색으로 출력되는 경우에는 케이스(11) 내부의 압력이 고상태임을 나타낸다. 상기 제어부(260)는 자동경보 신호를 수신하여, 송신 주파수를 발생한 소화기의 고유 번호를 운용자에게 알리거나, 해당 소화기의 위치를 표시하는 등의 기능을 제공한다.

상기 소화 분말(17)은 건조된 질소를 축압하여 분말 형태로 케이스(11) 내부에 저장된 것으로, 그 재료의 특성상 습기에 대단히 취약한 성질을 가진다. 즉, 분말 형태의 소화 분말(17)은 습기와 접하면, 수분을 흡수하여 굳어지는 현상이 발생하고, 이와 같이 소화 분말(17)가 경화되면 핸들(15)을 가압하여 누르더라도 배출관(12)으로 배출되지 않게 되어 소화기를 사용할 수 없게 된다.

이와 같이 구성된 소화기의 작동 방법은, 먼저 핸들(15)에 체결된 안전핀(16)을 제거하고, 호스(14)의 배출구 방향을 불이 있는 곳으로 향하게 한 뒤, 핸들(15)을 잡은 상태에서 가압하여 누르면 용기(11) 내부에 축압 저장되어 있는 건조 질소와 같은 소화 분말(17)이 배출관(12)을 따라 배출되어 호스(14)를 경유하여 분사되며, 핸들(15)의 가압을 해제시키면 소화 분말(17)의 분사가 중지되는데, 이러한 형태로 하여 불이 난 곳에 대해 적소에 적량으로 소화제를 분사할 수 있다. 또한, 사용자는 케이스(11)의 외표면에 도포된 야광 페인트 물질과 압력 상태를 나타내는 경보 신호를 통하여 야간이나 시야가 확보되지 않은 상태에서 소화기를 용이하게 식별하기 하거나 소화기 내부의 압력 상태를 용이하게 판별하도록 할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 충전압력 상태 감지가 가능한 소화기에 따르면, 소화기의 압력이 일정 수준 이하로 떨어지는 경우, 이를 감지하여 자동으로 경보 신호를 생성하여 출력하거나 외부에 무선으로 송신함으로써, 운용자로 하여금 소화기의 압력이 일정 수준 이하로 떨어지는 경우에 실시간으로 대처할 수 있는 기능을 제공한다.

따라서, 본 충전압력 상태 감지가 가능한 소화기에서, 운용자는 실시간으로 각 소화기 감시가 가능하고, 신호 전송부(240) 또는 표시부(250)를 통해 출력되는 소화기의 고유 번호 또는 음향 신호 등을 통해 소화기 압력의 이상 여부를 간편하게 인지할 수 있다.

또한, 상기 제어부(260) 또는 중앙 관리 서버를 통해 건물, 시설물 또는 발전 설비 등의 대규모 현장 등에 구비된 모든 소화기에 대한 압력 이상 발생 시 즉각적인 대처가 용이하다.

한편, 본 발명은 우수한 내식성은 물론, 내마모성, 내열성 등이 우수한 소화기를 제공하기 위하여 케이스 및 핸들 중 적어도 어느 하나의 표면에 에나멜 코팅층(미도시)이 형성되고, 에나멜 코팅층에 무기 코팅층(미도시)이 형성되며, 무기 코팅층에 다이머 코팅층(미도시)이 형성될 수 있다.

상기 애나멜 코팅층은 실리카(SiO2), 이산화티탄(TiO2), 산화나트륨(Na2O), 산화알루미늄(Al2O3), 산화니켈(NiO) 및 산화칼슘(CaO)을 포함하고, 상기 무기 코팅층은 실리케이트 금속염, 나노 세라믹 분산체 및 콜로이달 실리카를 포함하며, 상기 다이머 코팅층은 패럴린 N(poly(Para-Xylene)), 패럴린C(poly(Chloro- Para-Xylylene)), 패럴린 D(poly(Di-Chloro-Para-Xylylene)) 및 패럴린 F(poly(tetrafluoro-[2,2]para-Xylylene)) 중 1종 이상의 다이머를 포함한다.

상기 애나멜 코팅층은, 상기 실리카(SiO2) 100중량부에 대하여 이산화티탄(TiO2) 3~7중량부, 산화나트륨(Na2O) 10~20중량부, 산화알루미늄(Al2O3) 2~5중량부, 산화니켈(NiO) 3~6중량부 및 산화칼슘(CaO) 1.5~3중량부를 포함한다.

상기 무기 코팅층은, 상기 실리케이트 금속염 100중량부에 대하여 나노 세라믹 분산체 1~50중량부 및 콜로이달 실리카 1~50중량부를 포함하며, 상기 실리케이트 금속염은 소듐 실리케이트, 포타슘 실리케이트, 리튬 실리케이트, 칼슘 실리케이트, 지르코늄 실리케이트, 마그네슘 실리케이트 및 티타늄 실리케이트 중에서 선택되는 1종 이상의 것이고, 상기 나노 세라믹 분산체는 산화세륨, 산화티탄, 지르코니아, 알루미늄, 산화알루미늄, 실리콘 카바이드 및 텅스텐 카바이드 중에서 선택되는 1종 이상의 것이며, 상기 무기 코팅층과 다이머 코팅층 사이에는 알킬실란의 증착층이 추가로 형성된다.

이를 위하여, 케이스 및 핸들 중 적어도 어느 하나의 표면에 실리카(SiO2), 이산화티탄(TiO2), 산화나트륨(Na2O), 산화알루미늄(Al2O3), 산화니켈(NiO) 및 산화칼슘(CaO)을 포함하는 에나멜 코팅 조성물을 도장하는 단계와, 상기 도장된 에나멜 코팅 조성물을 200~300℃에서 10~20분간 건조하고, 800~850℃에서 5~10분간 소성하여 에나멜 코팅층을 형성하는 단계와, 상기 형성된 에나멜 코팅층을 500~700℃, 100~150Mpa의 아르곤 분위기에서 60~120분간 열처리하는 단계와, 상기 열처리된 에나멜 코팅층에 실리케이트 금속염, 나노 세라믹 분산체 및 콜로이달 실리카를 포함하는 무기 코팅 조성물을 도장하는 단계와, 상기 도장된 무기 코팅 조성물을 200~300℃에서 60~120분간 건조하여 무기 코팅층을 형성하는 단계와, 상기 형성된 무기 코팅층에 알킬실란을 진공 기상 증착하는 단계와, 상기 증착된 알킬실란의 증착층에 다이머를 CVD 진공 증착에 의해 코팅하여 다이머 코팅층을 형성하는 단계를 거치게 된다.

먼저, 케이스 및 핸들 중 적어도 어느 하나의 표면에 에나멜 코팅 조성물을 도장한다. 상기 케이스 및 핸들은 소화기를 구성하는 요소 중 내식성이 가장 요구되는 구성요소이다.

상기 에나멜 코팅 조성물은 내마모성 및 내침식 특성이 우수하여, 케이스 및 핸들 중 적어도 어느 하나의 표면에 코팅시 우수한 내식성, 내마모성, 내침식의 물성을 부여한다. 상기 에나멜 코팅 조성물은 실리카(SiO2) 100중량부에 대하여 이산화티탄(TiO2) 3~7중량부, 산화나트륨(Na2O) 10~20중량부, 산화알루미늄(Al2O3) 2~5중량부, 산화니켈(NiO) 3~6중량부 및 산화칼슘(CaO) 1.5~3중량부를 포함함이 바람직한데, 이는 고온 소성시의 유동성 증가, 내열성 증가, 모재와의 밀착성 증가 등을 고려한 것이다. 또한, 코팅을 위하여 이소프로필알콜, 크실렌 등의 용제와 무기계 바인더인 콜로이달 실리카가 혼합된 바인더를 혼합하여 사용할 수 있음은 당연하다.

본 발명에서 상기 에나멜 코팅 조성물의 도장 방법은 제한하지 않는바, 공지된 담금, 스프레이 등의 방법을 이용할 수 있으며, 그 도장 두께는 10~50㎛ 정도면 족하다.

상기 도장된 에나멜 코팅 조성물을 200~300℃에서 10~20분간 건조하고, 800~850℃에서 5~10분간 소성하여 에나멜 코팅층을 형성하는 단계.

다음으로, 상기 도장된 에나멜 코팅 조성물을 200~300℃에서 10~20분간 건조한다. 그리고 이를 다시 800~850℃에서 5~10분간 소성하여 우수한 물성의 에나멜코팅층을 형성한다.

그리고 상기 형성된 에나멜 코팅층을 500~700℃ 및 100~150Mpa의 아르곤 분위기에서 60~120분간 열처리하여 에나멜 코팅층의 물성을 더욱 향상시킨다. 즉, 상 기 소성 과정을 완료한 에나멜 코팅층은 기포 등이 생성되는바, 이러한 기포로 인하여 에나멜 코팅층의 물성이 저하된다. 따라서, 상기한 열처리 과정을 통해 상기 에나멜 코팅층에 생성된 기포를 제거하고, 코팅층의 조직을 치밀화함으로써, 상기 에나멜 코팅층의 내식성, 내마모성, 경도 등을 물성을 높이는 것이다.

여기서, 상기 열처리 온도나 기압이 상기한 조건을 벗어날 경우 에나멜 코팅층의 균열이나 이탈 가능성이 높아지므로, 상기한 조건에서 열처리함이 바람직하다.

다음으로, 상기 열처리된 에나멜 코팅층에 무기 코팅 조성물을 도장한다. 상기 무기 코팅 조성물은 내식성 및 표면 특성을 개선한다.

상기 무기 코팅 조성물은 실리케이트 금속염 100중량부에 대하여 나노 세라믹 분산체 1~50중량부 및 콜로이달 실리카 1~50중량부를 포함함이 바람직하다. 이때, 용제로서 물을 더 포함할 수 있음은 당연하다.

상기 실리케이트 금속염은 치밀한 코팅막 형성에 도움을 주며, 부착성 및 내마모성을 향상시키는 성분으로, 소듐 실리케이트, 포타슘 실리케이트, 리튬 실리케이트, 칼슘 실리케이트, 지르코늄 실리케이트, 마그네슘 실리케이트 및 티타늄 실리케이트 중 1종 이상을 사용할 수 있다. 상기 실리케이트 금속염은 실리카와 금속산화물의 몰 비(SiO2/MxO, 상기 M은 Na, K, Li, Ca, Zr, Mg, Ti이고, x는 1 내지 2)가 1 내지 8인 것이 바람직하나, 이를 반드시 제한하는 것은 아니다.

상기 나노 세라믹 분산체는 내식성 및 내마모성을 효과적으로 향상시키기 위한 것으로, 산화세륨, 산화티탄, 지르코니아, 알루미늄, 산화알루미늄, 실리콘 카바이드 및 텅스텐 카바이드 중 선택된 1종 이상의 것을 사용할 수도 있다. 상기 나노 세라믹 분산체가 1중량부 미만일 경우 내식성 및 내마모성의 향상에 도움을 주지 못하고, 50중량부를 초과하면 접착성이 감소되는 등의 단점이 있으므로, 상기 실리케이트 금속염 100중량부에 대하여 1~50중량부 만큼 사용한다.

상기 콜로이달 실리카는 상기 실리케이트 금속염 및 나노 세라믹 분산체와 함께 치밀한 코팅막 형성에 도움을 주며, 내식성 및 내마모성을 현저히 향상시키는역할을 한다. 상기 콜로이달 실리카가 1중량부 미만일 경우 내식성 및 내마모성의 향상 효과가 미미하고, 50중량부를 초과할 경우 접착성이 저하되는 등의 문제가 있으므로, 상기 실리케이트 금속염 100중량부에 대하여 1~50중량부 만큼 사용한다.

그리고 나노 크기의 콜로이달 실리카를 첨가함으로써 코팅층의 결합성이 개선되는 장점도 있다.

또한, 상기 무기 코팅 조성물은 에틸렌글리콜 등의 겔화촉진제 1~5중량부를 더 포함할 수 있는바, 이를 제한하지 않는다.

그리고 상기 무기 코팅 조성물의 도장방법은 제한하지 않는바, 통상 공지된 함침, 스프레이 등의 방법을 이용할 수 있으며, 그 도장 두께는 10~50㎛ 정도면 족하다.

상기 도장된 무기 코팅 조성물을 200~300℃에서 60~120분간 건조하여 무기코팅층을 형성하는 단계.

다음으로, 상기 도장된 무기 코팅 조성물을 300~300℃에서 60~120분간 건조하여 무기 코팅층을 형성한다.

다음으로, 상기 형성된 무기 코팅층에 알킬실란을 CVD(Chemical Vapor Deposition) 챔버를 통하여 진공 기상 증착하여 증착층을 형성한다. 더욱 구체적으로는 상기 무기 코팅층이 형성된 모재가 수용된 CVD 챔버 내에 알킬실란을 기체 상태로 주입시켜 10~100mmHg에서 모재의 표면에 증착시키는 것이다. 이러한 CVD 진공증착 방법은 이 기술이 속하는 분야에서 충분히 공지된 것이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 알킬실란의 증착층을 형성하는 이유는 후공정에서 형성될 다이머 코팅층이 상기 알킬실란의 증착층에 고분자 상태로 증착되도록 하여 우수한 밀착력, 내식성, 내마모성 등의 물성을 갖도록 하기 위함이다.

이때, 상기 알킬실란의 증착층의 두께는 1~20㎛ 정도면 족하다.

다음으로, CVD 진공 증착에 의해 상기 증착층에 다이머를 증착시킨다. 더욱 구체적으로 고체상 다이머를 증발기 내에 장착하고, 0.8~1.2Torr, 170~200℃ 정도로 가열하여 상기 고체상 다이머를 기화시켜 다이머 가스를 발생시킨다. 이후 상기 다이머 가스를 온도가 650~700℃로 유지되고 압력이 0.5Torr로 조절된 열분해기(pyrolysis)에 통과시켜 모노머(monomer)로 분해한다. 이후, 상기 열분해된 모노머를 20~30℃, 10~100mmHg으로 조절된 상기 CVD 챔버에서 상기 증착층 표면에 고분자 상태로 증측시켜 다이머 코팅층을 형성하는 것이다.

이때, 다이머는 패럴린 N(poly(Para-Xylene)), 패럴린C(poly(Chloro-Para-Xylylene)), 패럴린 D(poly(Di-Chloro-Para-Xylylene)) 및 패럴린F(poly(tetrafluoro-[2,2]para-Xylylene)) 중 1종 이상을 이용할 수 있다.

이때, 상기 다이머 코팅층의 두께는 5~30㎛ 정도면 족하다.

다음으로, 상기와 같이 제조된 케이스 및 핸들을 이용하여 소화기를 조립하여 그 제조를 완료한다. 상기 조립방법은 공지된 방법에 따른다.

상기와 같이 제조된 소화기는, 다층의 코팅층이 형성됨으로써, 내식성이 우수함은 물론, 물성, 기계적 특성 등이 우수하고, 반영구적인 사용이 가능하여 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

이상에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예들에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 첨부하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.

10: 소화기 11: 케이스
12: 배출관 13: 헤드 플러그
14: 호스 15: 핸들
16: 안전핀 17: 소화 분말
20: 게이지부 21: 지침
210: 압력 감지부 220: 스위칭부
230: 신호 발생부 240: 신호 전송부
250: 표시부 260: 제어부

Claims (5)

1. 소화 분말이 저장되고, 상부가 개방된 케이스;
   상기 케이스의 상단 개방부에 체결되어 내부를 폐쇄하는 헤드 플러그; 상기 헤드 플러그 상부에 위치되고, 안전핀이 구비된 핸들;
   상기 헤드 플러그 하부에서 케이스 내부로 인입되도록 연장형성된 배출관; 상기 헤드 플러그의 일측에 구비되어 상기 배출관을 통하여 배출된 소화 분말을 분사시키는 호스; 및
   상기 헤드 플러그에 체결되고, 내부에 충전압력을 감지하여 일정 조건에 따라 경보 신호를 발생하는 게이지부를 포함하고,
   상기 케이스 및 핸들 중 적어도 어느 하나의 표면에 에나멜 코팅층이 형성되고,
   상기 에나멜 코팅층 상에 무기 코팅층이 형성되며,
   상기 무기 코팅층 상에 다이머 코팅층이 형성되되,
   상기 애나멜 코팅층은 실리카(SiO2), 이산화티탄(TiO2), 산화나트륨(Na2O), 산화알루미늄(Al2O3), 산화니켈(NiO) 및 산화칼슘(CaO)을 포함하고,
   상기 무기 코팅층은 실리케이트 금속염, 나노 세라믹 분산체 및 콜로이달 실리카를 포함하며,
   상기 다이머 코팅층은 패럴린 N(poly(Para-Xylene)), 패럴린C(poly(Chloro- Para-Xylylene)), 패럴린 D(poly(Di-Chloro-Para-Xylylene)) 및 패럴린 F(poly(tetrafluoro-[2,2]para-Xylylene)) 중 1종 이상의 다이머를 포함하는 충전압력 상태 감지가 가능한 소화기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 게이지부는
   상기 소화기 내부의 압력을 감지하는 압력 감지부;
   상기 감지된 소화기 내부의 압력이 기준값 이하로 떨어지면 스위칭 동작을 통하여 경보 신호를 발생시키는 신호 발생부;
   상기 발생된 경보 신호를 통신망을 통하여 외부로 전송하는 신호 전송부;
   상기 감지된 소화기 내부의 압력을 디지털화하여 외부로 표시하는 표시부; 및
   상기 게이지부를 구성하는 각각의 구성요소의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 충전압력 상태 감지가 가능한 소화기.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 경보 신호에는 진폭 또는 주파수 변조를 통한 소정 비트의 코드 신호에 소화기의 고유 번호가 포함되어 있는 충전압력 상태 감지가 가능한 소화기.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 애나멜 코팅층은,
   상기 실리카(SiO2) 100중량부에 대하여 이산화티탄(TiO2) 3~7중량부, 산화나트륨(Na2O) 10~20중량부, 산화알루미늄(Al2O3) 2~5중량부, 산화니켈(NiO) 3~6중량부 및 산화칼슘(CaO) 1.5~3중량부를 포함하고,
   상기 무기 코팅층은,
   상기 실리케이트 금속염 100중량부에 대하여 나노 세라믹 분산체 1~50중량부 및 콜로이달 실리카 1~50중량부를 포함하며,
   상기 실리케이트 금속염은 소듐 실리케이트, 포타슘 실리케이트, 리튬 실리케이트, 칼슘 실리케이트, 지르코늄 실리케이트, 마그네슘 실리케이트 및 티타늄 실리케이트 중에서 선택되는 1종 이상의 것이고,
   상기 나노 세라믹 분산체는 산화세륨, 산화티탄, 지르코니아, 알루미늄, 산화알루미늄, 실리콘 카바이드 및 텅스텐 카바이드 중에서 선택되는 1종 이상의 것이며,
   상기 무기 코팅층과 다이머 코팅층 사이에는 알킬실란의 증착층이 추가로 형 성되는 충전압력 상태 감지가 가능한 소화기.
   

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